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オングストローム研究所に量子ブレークスルーの新たな機会 – ウプサラ大学

スリムな長方形のデバイスは、隣接する測定ステーションを含むラボ スペースの約半分を占めます。この装置が、これまで到達できなかったレベルで量子現象を明らかにするという独自の能力を備えていることを示すものは何もありません。つまり、希釈冷凍機と呼ばれるこの装置は、宇宙の最も寒い地域よりも低い、絶対零度に近い温度までサンプルを冷却する能力を持っています。これらの極限状態により、研究者はこれまで不可能だった精度で量子現象を観察し、追跡できるようになります。そう語るのは、量子テクノロジーの上級講師であり、QMD 量子材料デバイス研究所の所長であるヴェンカタ・カマラカール・ムッタ氏です。- 希釈冷凍機は、将来の技術のための量子材料と量子物質、個々の量子システムと量子コンポーネントにおける画期的な発見のための条件を私たちに与えてくれます。私たちはELSAと名付けたこの新しい「おもちゃ」を長い間待っていました、とヴェンカタ・カマラカール・ムッタは微笑みながら言います。ELSA (Emergent Low-Temperature Spin Phenomena Lab) は、スウェーデンにおけるその独自の機能のおかげで、QMD 研究室の拡大におけるマイルストーンとなります。- ELSA と、QMD およびオングストローム研究所の既存の実験リソースと合わせて、ウプサラ大学は現在、北欧で量子研究に最適な実験環境の 1 つであると彼は付け加えました。不確実性は基本的な量子原理しかし、いつ何かが「量子」になるのでしょうか?ヴェンカタ・カマラカール・ムッタによれば、物体はそのサイズがその波長に匹敵するとき、量子力学的に動作するという。日常の物体は大きすぎます。- 量子粒子の動きを測定すると、その位置が不確かになります。そして、量子粒子がどこにあるかを測定すると、その運動は不確かになります。量子粒子のとらえどころのない性質は、数え切れないほどの例によって示されており、最も有名なのはおそらくシュレーディンガーの猫でしょう。架空の猫が入った箱にも放射性物質が含まれており、50% の確率で腐敗し、最終的に猫が死亡する可能性があります。したがって、箱が開けられて猫の状態が明らかになるまで、その動物は生きていると同時に死んでいると考えることができます。この不確実性は量子力学の基本原理です。- 粒子の量子力学的性質は、粒子が同時にいくつかの異なる状態で存在することを意味します。この量子の側面は重ね合わせと呼ばれます。これは、粒子が特定の状態に崩壊するとき、粒子を測定するまで当てはまります。重ね合わせは量子技術の基礎となる最も重要な原理の 1 つである、とヴェンカタ・カマラカール・ムッタ氏は言います。量子力学的トンネリングが観測される量子力学現象の一例は、トンネル効果です。この効果では、粒子が障壁を通過するのに十分なエネルギーを持たない場合でも、粒子が絶縁障壁を貫通することができます。今年のノーベル物理学賞受賞者は、1980年代に超伝導体、つまり臨界温度以下に冷却すると電気抵抗なく電気を伝導する材料を使ったトンネル効果実験を実施した。- デバイスではトンネル効果を常に考慮する必要があります。原子的に薄い絶縁障壁を通過する電流を測定すると、室温で量子力学的トンネリングが日常的に観察されるとヴェンカタ・カマラカール・ムッタ氏は言う。 #オングストローム研究所に量子ブレークスルーの新たな機会 #ウプサラ大学